Verfügt der moderne Markt über IC-Chips, die mit einem optischen Mikroskop vollständig rückentwickelt werden können?

Ich denke, die Chips der 4000er-Serie bleiben auf der Mikrometerebene der Herstellung ($3\:\mu$Metallgate und nicht selbstausrichtende) Technologie. Als Prozentsatz der in Betrieb befindlichen FABs gibt es weniger von ihnen, die noch auf diesem Fertigungsniveau arbeiten. Aber es gibt sie. (Ich stelle es mir gerne als eine Art "weitergegebenen" Prozess vor, bei dem ältere FABs, die noch perfekt funktionieren und jetzt billiger unterstützt werden, an diejenigen weitergegeben werden, die sie gut gebrauchen können.) Einige dieser FABs Am Ende werden Dinge wie Detektordioden hergestellt (die natürlich "groß" sein müssen). Einige aus anderen Gründen.

Viele ICs, die für den Einsatz in Satelliten im Weltraum bestimmt sind, müssen auch große Strukturgrößen aufweisen, um Strahlungsereignisse zu tolerieren. Selbst einige (semi-) High-End-Mikrocontroller werden zum Beispiel immer noch mit großen Strukturgrößen für diese Zwecke hergestellt. (Ich weiß es, weil ich vor einiger Zeit daran gearbeitet habe, als ich Betriebssysteme geschrieben habe, die solche Soft-Error-Ereignisse tolerieren.)

Ich würde empfehlen, einige der großen Unternehmen zu kontaktieren und sie einfach hier nach guten Ideen zu fragen. Ich denke, Sie würden die Antwort einladend und positiv finden. Das war meine Erfahrung in der Vergangenheit. Wenn Sie Ihre Ziele erläutern, die mir recht vernünftig erscheinen, werden Sie sicher schnell jemanden finden, der Ihnen dabei hilft, über die beste Art und Weise nachzudenken, wie Sie den Lehrplan dafür entwickeln können, und Ihnen einige gute Alternativen vorschlägt.

(Außerdem hätten Sie, wenn Sie sie einbeziehen, keine Sorgen, dass jemand Sie später anruft und fragt, warum Sie ihre „proprietären“ Geräte in einer Klassenzimmerumgebung offenlegen.)

Also, um anzufangen, sollten Sie sich ein paar Geräte der 4000er Serie schnappen und es einfach tun. Sehen Sie, was Sie finden. Wenn das Ihr Bedürfnis befriedigt, sind Sie goldrichtig. (Ich denke, das werden sie, da es dort eine ganze Reihe von Geräten gibt.)

Zweitens, wenn Sie einen Mikrocontroller zu Demonstrationszwecken im Klassenzimmer aussetzen möchten (und nicht als schwierige Aufgabe, was es wahrscheinlich wäre), suchen Sie nach Mikrocontrollern, die immer noch für Satelliten im Weltraum verwendet werden. Diese sind sogenannte "strahlungsgehärtet", aber ein Teil dieser Härtung betrifft die von ihnen verwendete Merkmalsgröße! Suchen Sie also danach, wenn es von Interesse ist.

Drittens: Wenden Sie sich an ein paar Unternehmen und fragen Sie einfach nach Ideen und Hilfe. Ich denke, du wirst es verstehen.

Ist es heute möglich, etwas Ähnliches zu kaufen?

Ja, wenn Sie sich auf einfache Chips wie Opamps, Timer, Standardlogik beschränken.

Alles, was fortschrittlicher ist und das könnte schon der einfachste und billigste Mikrocontroller sein, dann nein, diese verwenden meistens Prozesse mit so geringer Strukturgröße, dass Sie wahrscheinlich ein Elektronenmikroskop benötigen würden. Außerdem gibt es nicht viel zu lernen, wenn Sie nicht wissen, was Sie sehen.

Außerdem ist es sehr mühsam, ein brauchbares Foto zu bekommen, Zeit, die Ihre Schüler besser nutzen können.

Fokus auf Digital: Nun, die digitalen Chips sind auch die mit den langweiligsten Chips. Die mit etwa 100.000 Toren oder mehr, meine ich. Hast du dir ZeptoBars schon angeschaut und auch Electron Update ? Wenn nicht, dann urteilen Sie selbst. Die interessantesten Teile sind die analogen Teile. Ich weiß das, da ich selbst solche Strukturen entwerfe ;-)

In alten, einfachen "Vintage"-Chips, die digital von Hand entworfen wurden, sind die interessant. In modernen Chips ist alles synthetisiert und damit langweilig.

Sie könnten den ehrwürdigen LM555-Timer-Chip in Betracht ziehen. Sie finden detaillierte Schaltpläne der Einbauten, hochauflösende Fotos und klare Erklärungen des ursprünglichen Designers.

Wenn Sie möchten, dass die Schüler es selbst entdecken, kann es natürlich von Nachteil sein, die Fotos usw. frei im Internet verfügbar zu haben.

Da ist ein bisschen analog und ein bisschen digital drin - ein SR-Flip-Flop und zwei Komparatoren mit einem 3-Widerstandsteiler über der Stromversorgung. Alles zusammen nur ein paar Dutzend Transistoren.

Ja, Sie können immer noch "alte" Designs kaufen, und es besteht kaum eine Chance, dass sich dies bald ändern würde.

Für die sehr beliebte 74xx-Serie von ICs besuchen Sie https://project5474.org/ , ein Projekt zum Entkappen all dieser „klassischen“ Chips, die bis heute in Milliarden von Geräten eingebaut sind, und dokumentieren den Chip Schüsse.

Ich denke, dies würde es Ihnen ermöglichen, einen interessanten IC auszuwählen, bevor Sie Ihre erste eigene Entkappung durchführen.

Vielleicht möchten Sie einfach verschiedene Arten von ICs qualitativ visuell vergleichen - einfache, rein analoge ICs wie der NE555 und der (persönlich wahrscheinlich einfacher zu erklären, wenn Sie sich für Frequenzmischer interessieren) SA612 sehen einfach sehr unterschiedlich aus.

Eine Idee, um zu vermeiden, dass Dutzende von Schülern mit gefährlichen Chemikalien herumspielen:

Schauen Sie sich LEDs an, die einen digitalen Controller integrieren. Ich denke an die Neopixel-Dinge. Sie kommen in Klarsichtverpackung, denn irgendwo muss das Licht raus! Möglicherweise können Sie die Oberfläche des Polymers, das die Matrize bedeckt, so polieren, dass sie flach ist.

Ich möchte Sie auch ermutigen, dem Rat von Jonk zu folgen und Hersteller zu fragen. Sie geben Ihnen möglicherweise sogar geschnittene Chips ohne das Gehäuse um sie herum - schließlich ist das eine Form, die sie kommerziell für viele ihrer "Low-End-High-Volume" -Geräte für Unternehmen anbieten, die die Chips direkt auf die Leiterplatte kleben und nur Umhüllen Sie sie mit einem Klecks Epoxid. Wenn das nicht klappt: Ich bin sicher, jemand auf aliexpress wird Ihnen gerne ein paar hundert "Musik spielende Postkarten"-Dies verkaufen.

Außerdem sind viele ICs in bleifreien lfcsp-Gehäusen im Chipmaßstab erhältlich, bei denen Sie nur eine dünne Lackschicht entfernen müssen, anstatt ein ganzes millimeterdickes Gehäuse